王曉林

(吉林廣播電視大學 四平分校，吉林 四平 136000)

物理實驗課程與現(xiàn)代信息技術整合的策略研究*

王曉林

(吉林廣播電視大學 四平分校，吉林 四平 136000)

現(xiàn)代信息技術主要依托計算機技術和通信技術，從而實現(xiàn)對各種信息的搜集、處理和再現(xiàn).物理實驗課程與現(xiàn)代信息技術的整合有利于優(yōu)化學習環(huán)境、提高學員能力、實現(xiàn)教學改革.促進二者整合的策略包括發(fā)掘網(wǎng)絡資源、建立虛擬實驗室、運用多媒體課件、實施網(wǎng)絡化教學等幾個方面.加強二者的整合對物理實驗教學改革具有重要意義.

現(xiàn)代信息技術；物理實驗課程；教學模式研究

隨著信息技術的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的教學模式逐漸受到影響，傳統(tǒng)的教學方式、教學媒體重新受到審視.現(xiàn)代教育要求必須全方位、多角度、持續(xù)性地貫徹實施素質教育，在這樣的形勢下，教師必須深刻地進行思考和研究，在注重學員主體地位的前提下，將現(xiàn)代信息技術恰當?shù)貞玫浇虒W中，尤其是在物理實驗教學中，教師可以利用現(xiàn)代信息技術引領的相關課程資源，調動和激發(fā)學員的學習興趣，使其體驗和感受到物理實驗所蘊含的價值，引導學員主動地參與到整個物理實驗課程的學習過程.同時，可以促使學員運用現(xiàn)代信息技術進行學習、探索和實驗，培養(yǎng)學員自主探究、交流協(xié)作和分析研究等能力.因此，物理實驗課程與現(xiàn)代信息技術的整合已經(jīng)成為必然趨勢.

由于現(xiàn)代信息技術主要依托計算機技術和通信技術等手段，可以通過對各種聲音的、圖像的、文字的、數(shù)字的信息進行提取、加工、處理、儲存、傳播和使用.因此，可以把現(xiàn)代信息技術融入到大學物理實驗教學中，通過靈活再現(xiàn)抽象復雜的物理過程，增強學員的學習興趣，提高實驗教學的效率.目前，許多高校都建立了多媒體教室，配套了豐富的網(wǎng)絡資源，建立了信息化的實驗室和仿真實驗室，這些必然會促進現(xiàn)代信息技術與物理實驗教學的有效整合.

1 物理實驗課程與現(xiàn)代信息技術整合的意義

與傳統(tǒng)實驗教學相比，現(xiàn)代信息技術與物理實驗課程的整合有很多優(yōu)勢，可以為學員課前預習提供便利條件，使教學時間縮短，教學質量提高，教學效率得到提升；為學員提供豐富逼真的實驗素材，以激發(fā)學員的學習興趣；為學員提供良好的交流平臺，提高學員的主動性和創(chuàng)新協(xié)作能力.具體包括以下幾個方面.

1.1 有利于優(yōu)化學習環(huán)境

以計算機、多媒體、網(wǎng)絡為核心的現(xiàn)代信息技術具有多樣性，現(xiàn)代信息技術與大學物理實驗課程的整合可以為教師創(chuàng)造良好的教學環(huán)境，為大學物理實驗探究提供良好的學習環(huán)境，從而為學員提供自主學習平臺.

1.2 有利于提高學員能力

現(xiàn)代信息技術與大學物理實驗課程的整合為提高學員的物理實驗能力提供了有效的途徑.通過現(xiàn)代信息技術的廣泛應用，可以很容易引發(fā)學員自主學習思考，在嘗試中提高動手能力，學員熟悉現(xiàn)代信息技術的同時也提高了學員的自主學習、深入探究的能力.

1.3 有利于實現(xiàn)教學改革

現(xiàn)代信息技術與大學物理實驗課程的整合使教學的要素、資源、環(huán)境和教學的各個環(huán)節(jié)經(jīng)過整理、協(xié)調、發(fā)展、優(yōu)化、組合，產生聚焦作用，從而加速對傳統(tǒng)的以教師為主的教學模式的改革，達到培養(yǎng)學員科學態(tài)度、創(chuàng)新思維、規(guī)范化操作以及較強的實踐動手能力的目標.

2 物理實驗課程與現(xiàn)代信息技術整合的策略

為了實現(xiàn)大學物理實驗課程與現(xiàn)代信息技術的有效整合，可以采取以下策略.

2.1 發(fā)掘網(wǎng)絡資源

在傳統(tǒng)教學中，教師通常會根據(jù)教學需要設計一些問題，使學員產生求知的欲望，產生一定的矛盾沖突，以集中學員注意力，引導學員思考和分析問題，從而達到教學目標的要求.這樣的過程往往是繁瑣而枯燥的，有可能導致學員主動參與的欲望不強，難以實現(xiàn)原有的教學目標.教師通過發(fā)掘豐富、有趣的網(wǎng)絡課程資源，并將之運用到物理實驗課程中，為此類問題的解決提供了契機.在網(wǎng)絡課程中，雖然師生所處的狀態(tài)削弱了問題情境創(chuàng)設的直接性與真實性，但網(wǎng)絡課程中的圖文聲像使問題情境更加形象逼真，更具有趣味性，從而使學員對抽象的物理學理論具有較強的感性認識，提高學員的學習興趣.

網(wǎng)絡信息資源不但具有豐富性和共享性，同時也具有遠程可操控性.遠程學員可以通過網(wǎng)絡直接獲得課程內容，也可以在網(wǎng)絡上與學習愛好者交流共享，及時與先進的新知識、新理念同步，從而達到最終的學習目標.但在遠程學員中，大多數(shù)是成人且有工作，基礎相對薄弱，時間比較緊缺，雖然網(wǎng)絡資源豐富，但讓他們從浩瀚的網(wǎng)絡信息資源里篩選出自己需要的知識通常比較困難.針對這一問題，就要發(fā)揮系統(tǒng)建設的優(yōu)越性，把網(wǎng)絡課程資源分門別類，根據(jù)難易程度、接受度、認知度把網(wǎng)絡資源分為基礎庫、提高庫、探索庫以及四級電大資源共享庫，不同學員可以選擇不同的門類進行探究，網(wǎng)頁的設計也應以物理學的基本概念和規(guī)律為主，以技巧特效為輔，方便廣大學員查閱資料，從而達到資源利用最大化.對于物理實驗課程教學，可以充分利用中央電大的資源，獲得最新的實驗理念、實驗方法和實驗技術，保證物理實驗的科技含量.

2.2 建立虛擬實驗室

物理實驗類型非常豐富，可選擇性強，但有些實驗耗資大，要求有較高的操作水平以節(jié)約成本，有些實驗儀器易于損耗，需要良好的放置環(huán)境，這些現(xiàn)實問題導致許多物理實驗無法順利開展.為了解決這些難題，可以通過把真實的實驗演示情景錄制下來，或者利用軟件編制大學物理仿真實驗，將物理實驗課程中的實驗目的、實驗原理、實驗器材、實驗內容和實驗數(shù)據(jù)處理等方面有機地融合為一體，讓學員在虛擬的環(huán)境下學習和了解相關物理實驗.因此，通過建立虛擬實驗室可以有效地彌補傳統(tǒng)物理實驗的不足.

在由多種軟件配置的虛擬操作平臺的逼真的操作環(huán)境下，學員可以根據(jù)虛擬實驗預習，在線觀察儀器的各種指標和內部結構形態(tài)，從而增強學員對儀器結構和使用原理的掌握程度；也可以讓學員根據(jù)理論知識嘗試進行虛擬實驗，仿真操作，從不斷嘗試中發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律.如對法拉第定律的演示，就可以改變以前空洞和抽象描述的做法，將動感的磁力線分布實時地顯示在屏幕上，并且在虛擬軟件的支持下，還可準確、直觀地給出磁通量與磁場強度的關系；對狹縫光衍射實驗，也可方便地改變狹縫寬度觀察衍射效果；再如擴散實驗，液體的擴散要幾天至十幾天，而固體的擴散則需要更長的時間，若采用網(wǎng)絡模擬這類變化過程緩慢的物理實驗，一方面可放大擴散過程，另一方面可使擴散現(xiàn)象栩栩如生、一目了然，既激發(fā)了學員的興趣，又節(jié)省了教學時間，從而提高了課堂教學效率.這種虛擬仿真替代真實實驗的方法，免去了實驗的大量耗資，降低了實驗成本，可明顯改善教學效果.

2.3 運用多媒體課件

對于初次接觸大學物理實驗儀器的學員，只能簡單通過課本預習實驗的內容、方法和實驗儀器構造，然后單純靠教師在實驗課堂上的一次演示講解，很難使學員真正了解儀器的使用方法和實驗操作方法，因而導致他們自己動手操作時仍不得要領.為了打破這一瓶頸，多媒體課件顯得尤為重要，學員可以課前到實驗網(wǎng)絡教學平臺下載資深教師課件，在線觀看實驗操作過程，利用慢放、暫停等簡單操作方法，使學員了解實驗注意事項并掌握完成實驗的關鍵，充分保證學員能夠進行正確的操作、觀察、思考和探索.例如，邁克爾遜干涉儀實驗，原理復雜，實驗儀器精密，調節(jié)步驟繁多，往往根據(jù)教師在課堂上簡單的講解學員都不敢動手操作，通過多次觀看多媒體課件，學員可以清楚地了解實驗原理、注意事項、操作方法、重要內容，尤其在講述讀數(shù)方法時，課件中把標尺和微調手輪讀數(shù)的鏡頭特寫，從而能讓學員學會正確讀數(shù).這樣的學習方法可使學員欣然接受，同時可以對感興趣的學員提供獎勵性免費下載、視頻互動、資源銜接，從而使大學物理實驗教學收到良好效果.

2.4 實施網(wǎng)絡化教學

實施網(wǎng)絡化教學是提高現(xiàn)代信息技術與大學物理實驗整合的有效策略.在提高學員學習興趣，掌握教學內容的同時，還應能夠讓學員在交流中得到提升，因而建立網(wǎng)絡物理實驗論壇勢在必行.教師和學員或者學員和學員之間可以在論壇上互動，不受時空的限制，彌補了實驗教學課堂面授時間的不足.教師也可以經(jīng)常結合實驗內容發(fā)帖提供合適的學習材料，引導和鼓勵學員展開討論，通過互相探討加強對物理實驗知識的不斷深入理解，形成“問題連鎖”.另外，學員也可以直接在網(wǎng)絡論壇上發(fā)布實驗報告，教師進行分析、點評和及時指導，其他學員也可以通過論壇對實驗報告進行觀察和評論，及時發(fā)帖分享自己的意見和方法.在此過程中，教師要積極參與，發(fā)表對討論主題的看法，對學員的帖子做出合適的評論，激發(fā)學員參與討論的熱情.網(wǎng)絡論壇的建立既可使教師及時幫助遇到困難的學員，又方便了學員之間的交流溝通.

3 結論與展望

大學物理實驗課程與現(xiàn)代信息技術整合具有劃時代的意義，其優(yōu)勢必將使大學物理實驗從教學目的、內容、形式等橫向和縱向的各個方面發(fā)生變革，在這樣的形勢下，學校應該進一步創(chuàng)造良好的信息化教學環(huán)境，繼續(xù)深入研究并加強信息技術與課程的整合，使成人高校的實驗教學成為真正的信息化教學，構建開放型物理實驗教學平臺，樹立先進的教學觀念，引導學員利用現(xiàn)代信息技術進行主動學習，促進成人高校教學質量的穩(wěn)步提高.

[1]吳煥慶.從教學交往談網(wǎng)絡課程的交互設計[J].遠程教育雜志,2006(1).

[2]喬翠蘭.物理教學情境創(chuàng)設研究[D].上海：華中師范大學,2003(5).

[3]潘穎輝.信息技術與課程整合存在的問題及解決策略[J].中國科技信息,2009(3).

[4]苑中英.網(wǎng)絡環(huán)境下大學物理自主學習的研究與實踐[J].遼寧科技學院學報,2008(10).

(責任編輯:王海波)

Study of Integration Strategies between Physics Experiment Course and Modern Information Technology

WANG Xiao-lin

(SipingBranchofJilinRadioandTVUniversity,Siping,Jilin136000,China)

Due to the dependence of computer technology and communication technology, all kinds of information can be collected, deal with and reappeared by information technology. The Effective integration of physics experiment course and information technology is helpful for optimizing learning environment, enhancing study ability, achieving teaching reform. There are many strategies for promoting integration, such as exploring net resource, establishing virtual laboratory, using multimedia courseware and carrying out online teaching and so on. It is meaningful for physics experimental teaching reform by enhancing the integration between the two.

modern information technology; physics experiment course; teaching mode research

10.13877/j.cnki.cn22-1284.2015.04.043

2015-03-01

王曉林，吉林九臺人，副教授.

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A

1008-7974(2015)02-0130-03